Mimar Sinan yapılarında kubbeli örtü sistemlerinin yapısal analizi

Sinan yapılarında kubbeler, mekan örtüsünde tek olarak kullanıldıkları gibi mekan genişlemesine bağlı olarak yarım kubbelerin çeşitli kombinasyonlarıyla beraber de kullanılmıştır. Bununla birlikte, Mimar Sinan, genç yaşta ana kubbe + kemer + pandantif + yarım kubbelerin sentezi olan mükemmel bir taşıyıcı sistem geliştirmiştir. Oluşan bu monolitik sistemin yapısal davranışı oldukça karmaşıktır. Bu yüzden, sistemin yük taşıma mekanizmasını ve yapısal davranışını tespit etmek, günümüzün bilgisayara dayalı hesap metotları yardımıyla mümkün olabilmektedir. Çalışmada, “SAP2000” yapısal analiz programı kullanılarak, Mimar Sinan’ın önemli bazı camilerinden dörtgen mesnet sistemi ile desteklenen; Mihrimah Sultan/Edirnekapı, Süleymaniye, Mihrimah Sultan/Üsküdar, Şehzade Mehmed; altıgen mesnet sistemi ile desteklenen; Karaahmetpaşa, Sokullu Mehmet Paşa/Kadırga; sekizgen mesnet sistemi ile desteklenen; Sokullu Mehmet Paşa/Azapkapı ve Selimiye camileri mekân örtülerinin zati ağırlıkları altında analizleri yapılmıştır. Tüm modeller, modellemede ve çözüm sonuçlarında ortaya çıkabilecek karışıklıkları önlemek maksadıyla kemerlerin kolonlara oturduğu seviyelerden yukarısı için kurulmuştur. Çözüm sonunda, ana kubbe, kemer, yarım kubbe ve pandantif dörtlüsünün karşılıklı yapısal etkileşimi belirlenmiş ve her bir sisteminin yapısal davranışı sayısal olarak ortaya konulmuştur. Altıgen ve sekizgen destek sistemi ile desteklenmiş yapıların gerek deplasman gerekse gerilme dağılımı bakımından diğer sistemlere göre daha emniyetli tarafta kaldığı gözlenmiştir.

Structural analysis of domed roof systems in Architect Sinan' s works

Domes in historical buildings by Architect Sinan were not only used alone as covering spaces but they were also used as a various combinations of semi-domes based on larger main and flanking areas. On the other hand, Sinan, in the early years of his profession, improved a system based on the mixture of perfectly developed main domes, pendentives, arches and semi-domes. The behavior of this monolithic system is quite complex. Therefore, to determine the structural behavior and the load mechanisms of the monolithic systems formed main dome, arches, pendentives and semi-domes is now possible through current numerical methods based on computer-aided analysis. In this study, considering the superstructure of Sinan’s important mosques, Mihrimah Sultan/Edirnekapı, Süleymaniye, Mihrimah Sultan/Üsküdar, Şehzade Mehmed mosques supported by square support system, Karaahmetpaşa, Sokullu Mehmet Paşa/Kadırga mosques supported by hexagonal support system, Sokullu Mehmet Paşa/Azapkapı and Selimiye mosques supported by octagonal support system were statically analyzed under their dead loads by Structural Analysis Programme (SAP2000) based on finite element methods. To avoid the confusion, which may come out in modeling and analyzing domed roof systems, the models of all space coves have been established for the upper levels of arches resting on columns. As a result, the structural behavior of main dome, arches, pendentives and semi-domes was determined and the structural behavior of each system was numerically revealed. Domes rested on hexagonal and octagonal support systems are superior to other systems in terms of displacements and stresses.

___

Bartoli G., Blasi C., 1997. Masonary Structures, Historical Buildings and Monuments, In: Advances in Eartquake Engineering (Volume 3), Computer Analysis and Design of Eartquake Resistant Structures. (Beskos, D. E., Anopnostopoulos, S. A.,-eds) Computational Mechanics Publications, I-50139, Southampton UK, Boston USA.

Çamlıbel, N., 1998. Sinan Mimarlığında Strüktürün Analitik İncelenmesi, Yıldız Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Yay., İstanbul, 630s.

Giordano, A., Mele, E., De Luca, A., 2002. Modelling of historical masonary structures: comparison of different approaches through a case study, Engineering Structures, 24, 1057-1069.

Güngör, I.H., 1988. The Dome in Sinan’s Works, In: Proceedings of the IASS-MSU International Symposium, pp. 61-92, İstanbul, Turkey.

Karaesmen, E., Ünay, A.İ., 1988. A study of structural aspects of domed buildings with emhasis on Sinan’s Mosques, In: Proceedings of the IASS-MSU International Symposium, pp. 93-104, İstanbul, Turkey.

Koçak, A., 1999. Tarihi Yapıların Statik ve Dinamik Yükler Altında Lineer ve Non-Lineer Analizi; Küçük Ayasofya Örneği, Yıldız Teknik Üniversitesi FBE, Doktora Tezi, 330s, İstanbul.

Mungan, İ., 1987. Mimar Sinan ve Kubbe Statiği”; (Yayınlandı). Mimar Sinan Üniversitesi, İstanbul.

Mungan, İ., 1988. The structural development of the Ottoman Dome with emphasis on Sinan, In: Proceedings of the IASS-MSU International Symposium, pp. 105-114, İstanbul, Turkey.

Türkmen, M., 1994. Ayasofya, Süleymaniye, Şehzade ve Mihrimah Tipi Cami Örtülerinde Yük Aktarımının Sonlu Elemanlar Metoduyla Çözümlenip İrdelenmesi”; M.S.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 145s, İstanbul.

Türkmen, M., Bilgin, H., 2002. Geleneksel mimaride kubbeli örtü sistemlerinin yapısal davranışı, Balıkesir Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi IV. Mühendislik Mimarlık Sempozyumu, Balıkesir, Türkiye.

Wilson, E.L., 1999. Three Static and Dynamic Analysis and Design of Structures, Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures, Analysis Reference, Computers and Structures, Inc., Berkeley, California, USA.